Radargestütztes Monitoring (RaMon)

Die Erdoberfläche ist kein starres Gebilde – sie bewegt sich. Nicht immer sind es Naturgewalten wie etwa Erdbeben, die deutliche Auswirkungen auf die betroffene Region haben. Auch rutschende Berghänge, absinkendes Grundwasser und Einflüsse durch den Bergbau können Bodenbewegungen verursachen. Damit diese bereits im Ansatz erkannt werden und gravierende Folgen für Umwelt und Menschen gar nicht erst eintreten, setzen Wissenschaftler Radartechnologie ein.

Mit Hilfe der so genannten Radarinterferometrie ist es möglich, kleinste Bodenbewegungen durch satellitengestützte Fernüberwachung zu registrieren. Dabei strahlt ein Sender aktiv Mikrowellen auf ein Geoobjekt aus. Die elektromagnetischen Strahlen werden von der Erdoberfläche reflektiert und zu der Radarantenne zurückgeschickt. Diese arbeitet gleichzeitig als Sensor und wertet die Signale aus.

Im Gegensatz zu Sensoren, die das Sonnenlicht nutzen, funktioniert die Radarfernerkundung auch nachts. Die langwellige Strahlung durchdringt außerdem Wolken und ist somit weitgehend tageszeit- und wetterunabhängig. Datensammlungen in kürzeren Zeitabständen sind möglich, wenn sich die Messstation nicht auf einem Satelliten, sondern am Flugzeug oder auf dem Erdboden befindet. Damit lässt sich auch die Stabilität von Gebäuden, Brücken oder Dämmen auf gleiche Weise berührungsfrei überwachen.

Doch das Verfahren weist noch Probleme auf. Während die Radartechnik immer besser wird, bestehen noch Mängel in der Analyse der gesammelten Daten. So wird die Radarstrahlung in der Atmosphäre abgelenkt, was die Messwerte für die interferometrische Nutzung verfälscht. Das Monitoring-Projekt der NTH soll helfen, neue Auswertemethoden zu entwickeln, die Fehlereinflüsse genau zu analysieren, zu mindern und die Methode dadurch zuverlässiger zu machen.

Ein weiteres Problem stellt der natürliche Bewuchs auf der Erdoberfläche dar. Denn dieser verändert sich permanent, was genaue Aussagen über Bodenbewegungen erschwert. Indem unterschiedliche Sensoren genutzt und verglichen werden, will der Forschungsverbund die Auswertetechniken verbessern, Modelle für das Verhalten von Geoobjekten verfeinern und gleichzeitig die Anwendungsgebiete der Radarfernerkundung erweitern. Im Fokus des RaMon-Projektes stehen vor allem Objekte der Energie- und Rohstoffgewinnung. Denn Bodenbewegungen und Veränderungen an Infrastrukturobjekten treten nicht nur beim klassischen Gewinnungsbergbau auf, sondern auch bei Wasser-, Erdöl- und Erdgasförderung, Tiefenwärmenutzung oder der unterirdischen Endlagerung von Kohlendioxid.